지구상에 존재하는 모든 생명체의 체내에서는 놀라운 일들이 일어납니다. 생명을 유지하는 데는 에너지의 생성과 전달이 필요하며 에너지는 생명의 원천입니다. 그렇다면 이러한 에너지는 어디에서 오고 어떻게 하면 더 많은 에너지를 얻을 수 있는지 살펴보도록 하겠습니다.

식물은 태양 에너지를 화학 에너지로 변환하는 광합성을 통해 생명과 성장에 필요한 에너지를 생성합니다. 사람은 에너지를 생산하는 세포 소기관인 미토콘드리아의 도움으로 섭취하는 음식물에서 에너지를 얻습니다. 

미토콘드리아: 인체의 에너지 공장

작은 에너지 공장에 비유할 수 있는 미토콘드리아는 세포의 에너지 요구사항에 따라 세포마다 들어 있는 개수가 다를 수 있습니다. 대부분의 세포에는 약 300개의 미토콘드리아가 있지만 에너지가 많이 필요한 간세포와 심장세포에는 각각 2,000개와 5,000개가 존재합니다. 일부 뇌세포에는 세포당 100만 개에 가까운 미토콘드리아가 분포합니다. 

미토콘드리아의 기원을 살펴보면 자연의 경이로움에 한 번 더 놀라게 됩니다. 미토콘드리아는 15억여 년 전 원시 유기체가 초기 형태의 박테리아를 삼키면서 세포의 일부가 되었습니다. 숙주 원시 유기체는 박테리아를 파괴할 수 없었기 때문에 이후에 미토콘드리아가 되는 이 박테리아는 원시 유기체와 함께 하나의 세포로 공생하게 되었습니다. 인간의 생식 과정에서 모계 미토콘드리아의 DNA만 유전된다는 사실은 흥미롭습니다. 

미토콘드리아는 섭취된 음식물과 호흡을 통해 유입된 산소를 이용해 에너지를 생산합니다. 생성된 에너지는 ATP(아데노신삼인산, Adenosine triphosphate)라는 화학물질의 형태로 체내를 순환합니다. 놀랍게도 인체의 모든 미토콘드리아가 생성하는 ATP의 총 무게는 체중에 맞먹습니다. 

ATP: 신체에 에너지를 공급하는 물질

ATP는 생명을 유지하는 데 필요한 화학 반응의 산물입니다. 전체 미토콘드리아가 생성하는 ATP의 양은 사람의 전반적인 에너지 수준을 결정합니다. ATP 수치는 뇌 기능, 노화 속도, 신체의 염증 수준, 노화와 관련한 만성질환 발병 가능성에 큰 영향을 미칩니다. 

세포 에너지를 생성하는 미토콘드리아 기능이 저하되면 면역력이 떨어지고 감염이 중증화될 위험이 높아질 수 있습니다. 따라서 미토콘드리아 기능을 높일 수 있는 방법을 찾는 것이 좋습니다.

미토콘드리아는 조명의 밝기를 조절하는 조광기 같은 방식으로 기능합니다. 미토콘드리아 기능이 떨어지는 사람은 하루가 끝나기 전에 에너지가 고갈되고 브레인 포그에 시달리는 경우가 많습니다. 에너지 생성이 감소하면 장기적으로 세포 건강이 저하되고 병에 걸릴 가능성이 높아집니다.

반대로 세포에 에너지가 넘친다면 삶의 활력도 높아질 수 있습니다. 그리고 세상의 모든 것을 긍정적으로 바라보고 밝은 마음을 유지할 수 있을 것입니다. 이를 위해 많은 사람은 에너지 수준, 정신 기능, 노화에 따른 모든 건강 상태를 개선하려고 노력합니다.

미토콘드리아 기능이 저하되면 신체에서 신진대사가 가장 활발한 조직인 뇌가 큰 영향을 받는 경우가 많습니다. 뇌뿐만 아니라 모든 세포와 신체 기능에도 영향이 생깁니다. 

예를 들어 간세포에 에너지가 부족하면 간은 독소 제거 기능을 제대로 수행할 수 없습니다. 근육세포의 미토콘드리아가 적절히 기능하지 않으면 대사 노폐물이 제거되지 않아 근육이 약해지고 만질 때 통증이 생길 수 있습니다.

또한 미토콘드리아 기능이 제대로 이루어지지 않으면 만성 피로 증후군을 비롯한 복합 만성질환의 다양한 증상이 나타나는 등 심각한 문제가 생길 수 있습니다.

미토콘드리아 기능 개선하기

많은 연구에 따르면 미토콘드리아 기능을 강화하면 에너지 수준을 높이고 건강을 지킬 수 있습니다. 미토콘드리아 기능을 향상시키면 뇌를 비롯하여 신체의 노화 과정을 억제하는 데도 큰 도움이 됩니다.

미토콘드리아 기능을 높이려면 다음 3가지 목표에 집중해야 합니다.

  • 모든 필수 영양소를 섭취합니다.
  • 미토콘드리아 기능을 보호하고 향상시킬 수 있는 보충제를 사용합니다.
  • 환경 독소(예: 납, 수은, 카드뮴 등의 중금속, 살충제, 제초제 등), 흡연, 특정 약물같이 미토콘드리아를 손상시킬 수 있는 요인에 최대한 노출되지 않도록 합니다.

미토콘드리아가 적절히 기능하려면 충분한 단백질, 건강에 좋은 지방, 양질의 탄수화물, 비타민, 미네랄, 수분과 같은 주요 영양소가 필요합니다.  

건강과 정상적인 미토콘드리아 기능에 도움이 되는 보충제와 섭취 방법을 소개합니다.

  1. 고품질 종합비타민 및 미네랄 보충제를 섭취하십시오.
  2. 혈중 비타민D3 수치를 정상 범위인 50-80ng/ml로 유지할 수 있도록 매일 2,000-5,000IU의 비타민D3를 보충하십시오.
  3. 1,000mg의 EPA와 DHA가 함유된 고품질 피쉬 오일을 매일 섭취하십시오.
  4. 플라보노이드가 풍부한 추출물(예: 레스베라트롤(Resveratrol), 포도씨 추출물, 소나무 껍질 추출물)과 같은 식물성 항산화제도 추가로 보충하십시오.

오케스트라에서 많은 악기가 조화를 이뤄야 아름다운 음악을 만들어낼 수 있듯 체내에서 이러한 다양한 영양소가 균형을 이뤄야 ATP가 잘 생성될 수 있습니다. 비타민과 미네랄은 미토콘드리아의 에너지 생성 및 기본적인 세포 기능 등 중요한 체내 대사에 활용되므로 누구에게나 필수적인 영양소입니다. 연구에 따르면 비타민B군, 비타민C, 철분, 마그네슘, 아연 등의 영양소는 정신 및 신체 에너지를 높이고 기분을 향상시키는 것으로 나타났습니다.1  

또한 다음과 같은 보충제도 미토콘드리아 기능을 증진하는 데 도움이 됩니다.

N-아세틸시스테인

N-아세틸시스테인(N-Acetylcysteine , NAC)은 미토콘드리아의 산화를 억제하는 글루타치온(Glutathione) 수치를 높입니다. 글루타치온 수치가 낮으면 미토콘드리아 기능이 저하되어 기억 상실, 인슐린 저항성, 대부분의 만성 퇴행성 질환 등 노화에 따른 질환이 발생할 위험이 증가하거나 노화가 가속화될 수 있습니다. N-아세틸시스테인을 보충하면 글루타치온 수치를 효율적으로 높일 수 있습니다. L-글루타치온 보충제를 섭취하는 것도 좋은 방법입니다.2-4

코큐텐

코큐텐과 피롤로퀴놀린 퀴논(Pyrroloquinoline quinone, PQQ) 보충제를 함께 섭취하면 시너지 효과를 통해 미토콘드리아 기능을 효과적으로 강화할 수 있습니다. 이 두 영양소는 자동차 엔진의 연료에 불을 붙이는 점화 플러그 같은 역할을 합니다. 초기 점화 없이는 자동차가 움직일 수 없듯이 코큐텐이 없으면 미토콘드리아는 에너지를 생산할 수 없습니다. 또한 피롤로퀴놀린 퀴논은 새로운 미토콘드리아가 자발적으로 생성되는 과정을 일컫는 '미토콘드리아 생합성(Mitochondrial biogenesis)'도 촉진합니다. 이처럼 미토콘드리아 기능을 효과적으로 향상시킬 수 있는 피롤로퀴놀린 퀴논은 체내에서 생성되지 않기 때문에 사람을 비롯한 모든 포유동물에게 필수적인 영양소입니다.5  건강한 피험자를 대상으로 한 임상시험에서 피롤로퀴놀린 퀴논은 세포 에너지 수준을 향상시킨 것으로 나타났습니다. 이러한 결과는 피롤로퀴놀린 퀴논 수치를 향상시키면 세포 기능을 개선하고 삶의 활력을 높일 수 있음을 시사합니다.6,7

코큐텐은 체내에서 생성될 수 있습니다. 하지만 많은 연구에 따르면 특정 상황에서 코큐텐 생성이 감소하는 경우가 있는데 코큐텐 보충제를 사용하면 혈중 수치를 적절한 수준으로 회복시키는 데 큰 도움이 됩니다. 특히 심혈관 기능이 저하되거나 고혈압이 있거나 스타틴(Statin) 계열의 콜레스테롤 저하제를 복용하는 사람은 코큐텐 수치가 낮아질 때가 많습니다. 이 경우 코큐텐 보충제를 섭취하면 혈중 코큐텐 수치를 정상으로 회복할 수 있습니다.8,9 

또한 코큐텐 수치는 노화가 진행되면서 낮아지는 경향이 있기 때문에 노령자에게는 코큐텐이 더 많이 필요합니다. 이는 노령자에게 좋은 상황이 아닙니다. 코큐텐이 감소하면 에너지 생성이 줄어 피로, 세포 기능 저하, 뇌 기능 손상이 생길 수 있기 때문입니다.8 하지만 연구에 따르면 이러한 일을 방지할 방법은 있습니다. 중년 피험자를 대상으로 한 연구에서 코큐텐 200mg과 피롤로퀴놀린 퀴논 20mg을 매일 함께 섭취한 사람은 코큐텐이나 피롤로퀴놀린 퀴논을 단독으로 섭취한 사람보다 기억력과 뇌 기능이 훨씬 더 많이 개선된 것으로 나타났습니다.10

카르니틴

카르니틴(Carnitine)은 미토콘드리아에서 엔진의 연료 분사 장치 같은 기능을 합니다. 자동차 엔진이 휘발유를 연소시켜 작동하듯 미토콘드리아는 에너지를 생성할 때 장쇄지방산 같은 지방을 연료로 사용합니다. 카르니틴은 이러한 긴 사슬 지방을 미토콘드리아로 운반하는 역할을 합니다.11 카르니틴 보충제 중에서도 아세틸-L-카르니틴(Acetyl-L-carnitine) 형태가 좋습니다. 아세틸-L-카르니틴은 미토콘드리아 회춘제로도 불립니다.12 

알파리포산

황을 함유하고 비타민과 유사한 물질인 알파리포산(Alpha-lipoic acid)은 미토콘드리아 내에서 일어나는 2가지의 중요한 에너지 생성 반응에 대한 보조인자로 필수적인 역할을 합니다. 리포산은 간 건강과 신진대사를 개선합니다. 저는 개인적으로 R-리포산 형태(R-Lipoic Acid)를 가장 선호합니다.13

결론 

숙면이 에너지 수준, 미토콘드리아 기능, 전반적인 건강, 감염 억제 능력을 향상시키는 데 도움이 된다는 사실은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 그리고 마그네슘을 보충하는 문제를 진지하게 고려해보는 것이 좋습니다. 마그네슘 수치가 낮으면 미토콘드리아 기능이 떨어져 피로감이 생길 수 있기 때문입니다. 마그네슘은 에너지를 증진합니다. 또한 마그네슘은 진정시키는 효능이 있어 숙면을 도우며 취침 전에 섭취하면 더욱 효과가 좋습니다.14

마그네슘은 중요한 영양소이지만 충분히 섭취하지 않는 사람이 많습니다. 마그네슘 섭취를 늘리면 에너지 수준을 높일 수 있고 특히 피로를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.1,15

마그네슘 보충제는 다양한 형태로 출시됩니다. 연구에 따르면 마그네슘은 경구로 섭취할 때 흡수가 잘 되며 특히 구연산, 글리신(Glycine), 아스파르테이트(Aspartate), 말산과 결합되면 흡수율이 더 높아집니다. 염화마그네슘, 산화마그네슘, 탄산마그네슘 같은 무기물 형태의 마그네슘도 일반적으로 잘 흡수되지만 고용량으로 사용하면 설사를 유발할 수 있습니다.

참고문헌:

  1. Tardy AL, Pouteau E, Marquez D, Yilmaz C, Scholey A. Vitamins and Minerals for Energy, Fatigue and Cognition: A Narrative Review of the Biochemical and Clinical Evidence. Nutrients. 2020;12(1):228. 
  2. Šalamon Š, Kramar B, Marolt TP, Poljšak B, Milisav I. Medical and Dietary Uses of N-Acetylcysteine. Antioxidants (Basel). 2019;8(5):111.
  3. Park EY, Shimura N, Konishi T, et al. Increased in the protein-bound form of glutathione in human blood after the oral administration of glutathione. J Agric Food Chem. 2014;62(26):6183-6189.
  4. Yamada H, Ono S, Wada S, et al. Statuses of food-derived glutathione in intestine, blood, and liver of rat. NPJ Sci Food. 2018;2:3. 
  5. Jonscher KR, Chowanadisai W, Rucker RB. Pyrroloquinoline-Quinone Is More Than an Antioxidant: A Vitamin-like Accessory Factor Important in Health and Disease Prevention. Biomolecules. 2021;11(10):1441.
  6. Harris CB, Chowanadisai W, Mishchuk DO, et al. Dietary pyrroloquinoline quinone (PQQ) alters indicators of inflammation and mitochondrial-related metabolism in human subjects. J Nutr Biochem. 2013 Dec;24(12):2076-84. 
  7. Hwang PS, Machek SB, Cardaci TD, et al. Effects of Pyrroloquinoline Quinone (PQQ) Supplementation on Aerobic Exercise Performance and Indices of Mitochondrial Biogenesis in Untrained Men. J Am Coll Nutr. 2020;39(6):547-556.
  8. Testai L, Martelli A, Flori L, Cicero AFG, Colletti A. Coenzyme Q10: Clinical Applications beyond Cardiovascular Diseases. Nutrients. 2021;13(5):1697.
  9. Aaseth J, Alexander J, Alehagen U. Coenzyme Q10 supplementation - In ageing and disease. Mech Ageing Dev. 2021;197:111521.
  10. Nakano M, Ubukata K, Yamamoto T, Yamaguchi H. Effect of pyrroloquinoline quinone (PQQ) on mental status of middle-aged and elderly persons. FOOD Style. 2009;21:13(7):50-3.
  11. Adeva-Andany MM, Calvo-Castro I, Fernández-Fernández C, et al. Significance of l-carnitine for human health. IUBMB Life. 2017;69(8):578-594.
  12. Rosca MG, Lemieux H, Hoppel CL. Mitochondria in the elderly: Is acetylcarnitine a rejuvenator? Adv Drug Delivery Rev. 2009;61(14):1332-1342 .
  13. Salehi B, Berkay Yılmaz Y, Antika G, et al. Insights on the Use of α-Lipoic Acid for Therapeutic Purposes. Biomolecules. 2019;9(8):356.
  14. Abbasi B, Kimiagar M, Sadeghniiat K, et al. The effect of magnesium supplementation on primary insomnia in elderly: A double-blind placebo-controlled clinical trial. J Res Med Sci. 2012 Dec;17(12):1161-9.
  15. Barbagallo M, Veronese N, Dominguez LJ. Magnesium in Aging, Health and Diseases. Nutrients. 2021;13(2):530.